华一新
,
刘纯鹏
金属学报
<正> 在铜的火法冶金中,如何减少磁性氧化铁对冶炼过程的危害,一直是人们极为重视的问题,尽管人们对此问题作过一些研究,但涉及动力学方面的工作不多,因此,深入研究Fe_3O_4-(xFeS·yCu_2S)-FeO-SiO_2体系的反应动力学就具有特别重要的实际意义。 本文通过测定反应产生的SO_2来考察反应的进程,实验设备参见文献。 1.造渣熔剂对反应速度的影响 冰铜对磁性氧化铁的还原是按下列反应进行的:
关键词:
刘海鹏
,
徐存英
,
华一新
,
李坚
,
赵霁雯
,
王震
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.10.009
研究了氯代1-丁基-3-甲基咪唑(BMIC)离子液体中镁置换铜制备镁/铜双金属粉的动力学行为,探讨了搅拌速率、反应温度、铜离子浓度和镁粉颗粒大小等参数对反应速率常数的影响.动力学数据结果表明,在离子液体中镁置换铜的反应符合一级反应速率方程.反应速率常数随着搅拌速率增加、反应温度升高、铜离子浓度降低和镁粉粒径减小而增大.搅拌可使反应速率常数增大1倍左右;Cu(Ⅱ)离子浓度较小时,反应速率常数随Cu(Ⅱ)离子浓度的增加而迅速减小,当Cu(Ⅱ)离子浓度增大到0.25 mo1·L-1时,速率常数的减小趋势逐渐变缓;镁粉粒径范围从50～ 74 μm增加到74 ～ 100 μm,置换反应的速率常数从0.334 h-1减小到0.255 h-1;反应速率常数与反应温度的关系符合阿伦尼乌斯方程,求得置换反应表观活化能为13.6 kJ·mol-1,说明置换过程受扩散控制.此外,Evans图研究也表明,置换反应受Cu(Ⅱ)离子向电极表面扩散过程控制.这一结果与动力学数据的实验结果完全一致.
关键词:
置换法
,
镁/铜双金属粉
,
动力学
,
离子液体
王震
,
李坚
,
华一新
,
徐存英
,
张志
,
张远
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.03.009
熔盐电解法是制备难熔金属及其合金的一种有效方法.以钛铁矿精矿与碳粉混合、模压成型,在氩气保护下,分别于1173,1273和1373 K进行一定时间的碳热还原,制备成含有单质铁微粒的铁-钛氧化物电极作为阴极,在673 K的LiCl-KCl低温熔盐中进行电解还原获得钛铁合金.在1173,1273和1373 K碳热还原反应3h所得铁-钛氧化物电极中,单质铁的还原率分别为30.1％,80.1％和82.7％;电极的电导率分别为3.14,8.06和10.87 S·m-1;开口孔隙率分别为46.1％,50.9％和35.2％.其中在1173 K制备的铁-钛氧化物电极中,单质铁呈粒度较小的圆球状,分布较为均匀,但铁的还原率偏低,且强度较低;在1373 K制备的电极中单质铁发生了明显偏析、富集,汇聚成带状,开口孔隙率显著降低,不利于熔盐电解质向电极内部扩散和浸润;而在1273 K制备的电极中单质铁呈圆球状,粒度为2～6μm,分布较为均匀,且开口孔隙率最大,该电极在673 K的KCl-LiCl低温熔盐中能够电解还原获得钛铁合金,而且电解时通过电极的电流最大.
关键词:
钛铁矿
,
碳热还原
,
电极
,
熔盐电解
,
钛铁合金
吴振
,
华一新
,
徐存英
,
李艳
,
裴启飞
,
刘成虎
材料科学与工程学报
研究了酸性BMIC-xAlCl3（氯化-1-丁基-3-甲基咪唑-AlCl3）离子液体的电化学性能。结果表明,x（AlCl3）（AlCl3的摩尔分数）对离子液体的电化学性能有着较大的影响。当0.50.667时,随着x（AlCl3）进一步增大,电导率开始下降,阴极电流密度减小,阴极电流效率减小。沉积层随着x（AlCl3）的增大变得平整致密。此外,红外光谱研究发现,随着x（AlCl3）的增大,AlCl4-的吸收峰逐渐减弱,Al2Cl-7的吸收峰增强,但当x（AlCl3）〉0.667时,Al2Cl-7的吸收峰又稍有减弱。
关键词:
BMIC-AlCl3离子液体
,
电导率
,
循环伏安
,
电流效率
王震
,
李坚
,
华一新
,
张志
,
张远
,
柯平超
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2014.05.026
系统地总结了目前国内外金属钛的制取方法,按照提取工艺和含钛原料的不同,将提取钛的方法分为热还原法和熔盐电解法.热还原法包括以TiCl4为原料的Kroll法、Hunter法、Armstrong法及EMR法,以TiO2为原料的OS法、PRP工艺和MHR法以及以钛酸盐为原料的热还原法,所采用的还原剂主要是液态或气态的活泼金属镁、钙、钠及其氢化物等.熔盐电解法包括TiCl4熔盐电解法,钛酸盐熔盐电解法以及以TiO2,TiO·mTiC或钛渣为原料的熔盐电解法,如FFC剑桥法、MER工艺、USTB法、QIT工艺、SOM法及离子液体电解法等;熔盐电解法所采用的电解质主要有NaCl,KCl,CaCl2以及这几种盐的混合物等.目前钛的工业化生产只有Kroll法和Hunter法,其他的热还原法由于产品不能满足要求且不能实现连续化等原因尚处于实验室研发阶段.FFC剑桥法直接以TiO2为原料进行熔盐电解获得金属钛,省去了TiCl4的生产步骤,缩短了提取钛的工艺流程,降低了能耗和成本,已成功开展了千克级的扩大化实验;离子液体电解法将二氧化钛的熔盐电解温度从近千度的高温降低至近室温,但因其较低的还原率和电流效率,该方法还有待进一步研究.因此,熔盐电解法将可能成为未来钛制取的发展方向而取代热还原法并由高温向低温方向发展.
关键词:
钛
,
热还原
,
熔盐电解
李艳
,
华一新
,
林祚彦
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2007.03.013
提出了合成硅酸锌的一种新方法,并用XRD和SEM对合成产物进行了分析和检测.研究表明,硅酸钠溶液和硫酸锌溶液在25 ℃:下直接混合就能反应生成硅酸锌沉淀,然后在700℃下对合成产物进行热处理12 h,即可得到正硅酸锌晶体.根据实验结果,当硅酸钠溶液初始pH值为13.76,硅酸钠溶液和硫酸锌溶液初始浓度分别为0.5 mol/L和0.8 mol/L时,合成产物几乎为正硅酸锌.热处理没有明显改变试样的形貌,主要是使试样结晶得更好.
关键词:
硅酸钠
,
硫酸锌
,
合成
,
硅酸锌
,
热处理
王波
,
徐存英
,
华一新
,
张启波
,
李艳
,
吴青
,
丛晓波
,
吴振
材料导报
在含有CuCl的BMIC-ZnCl2(物质的量比为1∶2)离子液体中,采用恒电位法于低碳钢基体上进行了Cu-Zn合金电沉积实验.研究了CuCl的浓度、沉积电位、温度对Cu-Zn合金成分、形貌及电流效率的影响,并采用带X射线能量散射谱(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪对所得Cu-Zn合金沉积层的成分、表面形貌及物相进行分析.结果发现当电解液中CuCl的浓度为0.2mol/L时,阴极沉积电位在-0.1V附近,温度为70℃时,可得到质量较好的Cu-Zn合金仿金镀层.
关键词:
离子液体
,
铜-锌合金
,
电流效率
,
电沉积
吴青
,
徐存英
,
华一新
,
王波
,
丛晓波
,
李艳
,
刘成虎
材料科学与工程学报
本文研究了TiCl4对Urea-ZnCl2离子液体体系电化学行为的影响。结果表明：TiCl4的加入能够提高Urea-ZnCl2离子液体的电导率,促进钛以Zn-Ti合金的形式沉积。在铜基体上进行恒电位沉积,可获得均匀致密的Zn-Ti合金层,且晶粒尺寸随沉积温度的升高而增大。
关键词:
离子液体
,
电沉积
,
Zn-Ti合金
周忠仁
,
华一新
,
徐存英
,
李坚
,
李艳
,
张启波
,
苏朝磊
有色金属工程
doi:10.3969/j.issn.2095-1744.2017.01.001
采用熔盐电解法,在CaCl2-NaCl混合熔盐中,分别以添加0~25%NH4HCO3造孔剂经预烧结后的多孔FeTiO3块体为阴极,石墨为阳极,在973 K下电解还原制备铁钛合金.研究了阴极块体孔隙率对电解还原产物的影响.结果表明,预烧结阶段增加NH4HCO3的加入量有利于阴极孔隙率的增加,当加入量达到25%时,块体孔隙率达到了39.08%;当加入量超过20%后,孔隙率不再是限制FeTiO3脱氧的环节,在此过程中主要受氧在固态颗粒中的扩散控制.
关键词:
NH4HCO3造孔剂
,
孔隙率
,
熔盐电解
,
FeTi合金
柯平超
,
张贤杰
,
李坚
,
华一新
,
徐存英
,
李艳
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.021
利用1ChCl∶2Urea低共熔溶剂作为电解质,以单质铜作为阳极,钛片作为阴极,草酸(H2C2O4·2H2O)作为添加剂,在恒电流密度下电解制备出树枝状超细铜粉.用电化学工作站对[1ChCl∶2Urea]/0.1 mol·L-1 H2C2O4·2H2O低共熔溶剂体系进行了相关的电化学测试.研究了电解温度、电流密度及草酸浓度对电解所得铜粉的粒度、电流效率和直流电耗的影响;利用扫描电镜和激光粒度仪分别对铜粉的形貌和粒度进行了测试表征.结果表明:优化工艺条件为控制温度在80℃,电流密度为8.6 mA· cm-2以及草酸浓度0.10 mol·L-1的条件下,可电解得到粒度小于15μm的树枝状超细铜粉,电解过程的电流效率高达95.6％,电耗为1746 kW· h· t-1.
关键词:
铜粉
,
电解
,
低共熔溶剂
,
离子液体
,
电流密度
,
粒度
,
树枝状
